[고든 정의 TECH+] UFO처럼 그냥 하늘을 난다?...이온 추진 드론 공개

2018년 MIT의 과학자들은 움직이는 부분이 전혀 없는데도 하늘을 날 수 있는 항공기를 개발했습니다. 물론 SF 소설처럼 반중력 장치를 이용한 비행체는 아니고 이온 추진 (ion propulsion) 기술을 이용한 소형 항공기였습니다.

 이온 추진의 원리는 간단합니다. 두께가 다른 두 전선에 고압 전류를 흘려 음극과 양극을 만들면 전류에 의해 이온화된 공기 중 질소가 양극에서 음극으로 이동하면서 공기의 흐름이 발생합니다. 여기에 양력을 발생시킬 수 있는 날개를 붙이면 움직이는 부품 없이 전기의 힘으로 날수 있습니다. 

이 원리는 오래전부터 알려져 있었지만, 발생하는 추력과 양력이 낮아 실제 항공기에 사용되지는 않았습니다. 원리상 매우 큰 날개와 전선이 필요하다는 것도 큰 단점인데, 결국 비행기를 잡아당기는 힘인 항력이 매우 커질 수밖에 없기 때문입니다. 쉽게 말해 크기는 큰데 탑재량은 적고 속도가 느린 항공기가 나올 수밖에 없다는 이야기입니다.  그런데도 MIT의 연구팀이 실용적인 크기의 드론을 이 방식으로 날릴 수 있다는 점을 입증한 이후 많은 스타트업과 연구팀이 실제 상용화를 위해 도전하고 있습니다. 플로리다의 언디파인드 테크놀로지스 (Undefined Technologies) 역시 그중 하나입니다. 

이들이 개발하는 것은 고정익 드론이 아니라 쿼드롭터를 대체할 수 있는 수직 이착륙 드론입니다. 수직 이착륙 항공기는 수평 방향으로 비행하는 고정익기보다 더 강한 엔진이 필요하다는 점을 생각하면 추력이 약한 이온 추진 항공기에는 더 어려운 도전입니다. 

하지만 연구팀은 최근 실제 비행이 가능한 프로토타입 드론을 공개했습니다. 2분 반 정도 비행이 가능한 드론으로 에너지원은 리튬이온 배터리를 사용합니다. 

이온 추진 드론의 가장 큰 장점은 움직이는 부분이 없고 구조가 단순하기 때문에 고장의 가능성이 낮으며 이론적으로 에너지 효율이 우수하다는 것입니다. 물론 움직이는 부분이 없기 때문에 소음이 적다는 점 역시 가장 기대되는 장점입니다. 그런데 놀랍게도 이들이 제조한 프로토타입은 예상외로 큰 소음을 만들었습니다. 프로토타입 드론의 소음은 무려 85 데시벨에 달해 일반적인 쿼드롭터보다 훨씬 높았습니다. 예상치 않게 높은 고주파음의 원인은 확실치 않지만, 연구팀은 쿼드롭터와 비슷한 수준인 70 데시벨까지 낮출 계획입니다. 

물론 아직 프로토타입 드론이기 때문에 언디파인드 테크놀로지스가 개발 중인 사일런트 벤투스 수직 이착륙 드론의 소음과 성능은 이와 크게 다를 수 있습니다. 그리고 움직이는 부분 없이 전기의 힘만으로 수직 이착륙이 가능하다는 것을 보여준 점은 충분히 혁신적입니다. 다만 몇 가지 단점을 극복해야 상업적인 성과를 거둘 수 있을 것으로 생각됩니다.